通風困難礦井通風系統優化挖潛探析(二)

由表1可以看出，礦井采用中央并列式通風，通

風流程長，阻力大。在1 033Pa,總阻力中，回風段阻力

占74．1％—77．4％，阻力分布明顯不合理。測定還顯示，

高阻力區段主要分布在以下地點：

1)地面風硐。地面風硐在礦井改擴建時未進行

相應改造，其布置方式是：從副井井筒南北兩側并聯

布置2條斜上風硐(斷面均為2．0m2)，經拐彎變坡匯

合成1條水平風硐，水平風硐與反風道連接后又拐彎

分岔分別與南北主通風機相連。由于風硐斷面小

(匯合處斷面僅2．97m勺、拐彎多(4處)，風速高(為

19．45m／s)，超過了規程允許的15m／s的最高風速)，

盡管全長只有18．5m(占系統長度的0．7％)，但其阻

力卻高達210．46pa，占總阻力的20．4％。

2)集中膠帶輸送機運輸斜巷。該巷道斷面為

8．4~10．4m2，距離長(1 387m)，膠帶摩擦阻力大，其

阻力高達345．73pa，占總阻力的33．4％。

3)314采區總回風巷風橋處。314采區總回風巷

正常斷面為7．8m’，回風巷風橋與314采區軌道運輸

平巷立體交叉處，斷面縮小為4．2m2，該風橋局部阻

力為17．6Pa。

4)314采區軌道運輸平巷與314采區車場連接

處。該段巷道斷面為5．0mw2，比該巷正常斷面小35％，

局部阻力為4．5pa。

5)井下中央煤倉上口“乙”字型拐彎處，風流直

角拐彎3次，且繞行50m，局部阻力達12．9pa。

2．4礦井漏風嚴重

對風機性能及礦井外部漏風率測定結果表明，

兩臺4-72-11N020B型主通風機性能有所差異，南風

機比北風機性能略好。在改造前南、北風機單獨運行

及二者聯合運轉時最大通風能力及外部漏風率如表

2所示。

從表2可看出：①南風機最大抽出風量為3 500

mYmin，北風機最大抽出風量為3 390mYmin，而該型

號風機最大額定抽出風量僅為3140m3／min，說明風

機本身性能良好，只是礦井外部漏風嚴重，漏風率高

達14．8％，導致風機沒有發揮應有的效能。②南、北風

機單獨運行比聯合運行時外部漏風率高，說明備用

風機反風裝置漏風較大。現場檢查也發現，兩臺風機

擴散器閘門橡膠襯墊老化脫落，閘門關閉不嚴密，立

閘門兩側存在較大間隙，漏風大。

此外，礦井內部漏風嚴重，內部漏風率為10％。

造成內部漏風的原因：一是采區采煤工作面進、回風

巷全部平面交叉，聯絡巷多，風門多，且風門開關頻

繁，風門密封不嚴；二是采區前進式開采，采區巷道

兩側保護煤柱受采動影響變形，產生大量裂隙，加重

了礦井內部漏風。

3 通風系統改造方案

3．1方案設計

從通風系統的調查分析中不難看出，解決風量

不足的關鍵是減阻、堵漏和提高風機通風能力。基于

這一認識，提出了以下4個方案。

方案1：積極采取堵漏措施。①把各采區不經常

行人的聯絡巷風門密閉，對各采區受壓變形的密閉

墻、擋風墻、采區巷道保護煤柱用砂漿抹面或噴漿堵

漏風。②在備用風機擴散器上方增加蓋板；更換通

風機擴散器閘門橡膠襯墊。③對斷面為4．2m2的314

總回風巷風橋進行挑頂、刷幫，使其通風斷面不小

于8m2。④在斷面小于5m2，運輸繁忙的314采區軌道

平巷交叉點20m段，新掘一條30m長的并聯巷道，擴

大通風斷面。⑤在中央煤倉上口總回風巷“乙”字型

拐彎處，并聯新掘一條長70m、斷面6．6m2煤巷，直接

溝通集中膠帶機巷與311膠帶機巷。⑥新掘140m巷

道將313風巷與總回風巷溝通，實現313采區獨立通

風，使礦井通風阻力減少85Pa左右。

方案2：改造通風系統的動力系統部分。在基本

不改變現有通風設施的前提下，更換動力電機和皮

帶輪，合理確定通風機葉片角度，增加在用風機轉

速。將風機葉輪轉速由原來的630r／min，提高到710

r／min，低壓供電系統升級為高壓供電，即由原來的低

壓380V供電，升級到6000V高壓供電。選用t：2BC開

關為核心部件的高壓綜合啟動柜作為通風機電機的

控制設備。

方案3：改造地面現有風硐。掘一條單一斜上式

風硐直接與井筒相連，并使新舊風硐互相并聯。當風

硐斷面達到5．0m2H寸，阻力將從210．46pa降到60h。

方案4：更換風機和電機。根據礦井通風最困難

時期生產部署和需風量計算，礦井需風量為3 750m3／

min，礦井通風阻力為2400Pa，可選擇G4-73—11

N025D型風機，配備JSQl57-10電機，功率260kW。

3．2方案比較

方案1既能維持現階段生產所需，又是以下方